改進(jìn)的3D可印刷合金顯示出柔性電子產(chǎn)品 軟機(jī)器人的前景

俄勒岡州立大學(xué)工程學(xué)院的研究人員在快速制造柔性電腦屏幕和其他可伸縮電子設(shè)備(包括軟機(jī)器人)方面邁出了關(guān)鍵一步。

該學(xué)院的協(xié)作機(jī)器人和智能系統(tǒng)研究所的團(tuán)隊(duì)的進(jìn)步為高度復(fù)雜的高導(dǎo)電鎵合金結(jié)構(gòu)的3D打印鋪平了道路。研究人員將鎳納米顆粒放入液態(tài)金屬(galinstan)中，將其加厚成適合添加劑制造的稠度的糊狀物。

“流動(dòng)的合金不可能分層成高大的結(jié)構(gòu)，”Yi?itMengüç說(shuō)，機(jī)械工程助理教授和該研究的共同作者。“具有粘貼狀紋理，可以在保持其流動(dòng)能力的同時(shí)進(jìn)行分層，并在橡膠管內(nèi)部拉伸。我們通過(guò)3D打印展示了我們發(fā)現(xiàn)的一種非常有彈性的雙層電路的潛力，其層層編織進(jìn)出彼此沒(méi)有接觸。“

鎵合金已被用作柔性電子產(chǎn)品中的導(dǎo)電材料; 這種合金具有低毒性和良好的導(dǎo)電性，而且價(jià)格便宜且“自我修復(fù)” - 能夠在斷點(diǎn)處連接在一起。

但在俄勒岡州立大學(xué)開(kāi)發(fā)的改造之前，使用超聲 - 聲音的能量 - 將鎳顆粒和氧化的鎵混合到液態(tài)金屬中，合金的可印刷性被限制為二維。

在這項(xiàng)研究中，研究人員印刷的結(jié)構(gòu)高達(dá)10毫米，寬度為20毫米。

“液態(tài)金屬印刷是柔性電子領(lǐng)域不可或缺的一部分，”共同作者Do?an Yirmibe?o?lu，機(jī)器人博士說(shuō)。俄勒岡州立大學(xué)的學(xué)生 “增材制造可以快速制造復(fù)雜的設(shè)計(jì)和電路。”

該領(lǐng)域包括一系列產(chǎn)品，包括導(dǎo)電紡織品; 可彎曲的顯示器; 傳感器用于扭矩，壓力和其他類型的應(yīng)變; 可穿戴傳感器套裝，例如用于視頻游戲開(kāi)發(fā)的那些; 觸角; 和生物醫(yī)學(xué)傳感器。

“未來(lái)非常光明，”Yirmibe?o?lu說(shuō)。“很容易想象制造出準(zhǔn)備好操作的軟機(jī)器人，它們就會(huì)走出打印機(jī)。”

鎵合金漿料展示了柔性電子領(lǐng)域的一些新功能，并補(bǔ)充了相應(yīng)的作者Uranbileg Daalkhaijav，博士。化學(xué)工程專業(yè)。

“它可以輕松快速地制作，”Daalkhaijav說(shuō)。“結(jié)構(gòu)變化是永久性的，漿料的電性能與純液態(tài)金屬相當(dāng)，而且漿料保留了自愈特性。”

未來(lái)的工作將探索漿料的確切結(jié)構(gòu)，鎳顆粒如何穩(wěn)定，以及隨著漿料老化，結(jié)構(gòu)如何變化。